尉犁縣有著悠久的歷史，是古西域之尉犁國、渠犁國、山國等國地。西漢為尉犁國地，亦稱尉黎，隸西域都護府。東漢后為焉耆國所兼并。唐設渠犁都督府。元明時期稱“羅布淖爾”（蒙語，意為匯入多水的湖）。明末稱“昆其”（維吾爾語，意為“皮匠”，顯然因孔雀河流經該地而得名）。

清統(tǒng)一新疆后曾附屬于吐魯番額敏和卓。光緒十六年（1891）在英格可力，置撫輯招徠總局。光緒二十四年（1898年）設新平縣（無城廓）。1914年因與云南新平縣重，改為尉犁縣，以古國名命名。后隸屬焉耆道、焉耆行政區(qū)、焉耆專區(qū)。1954年屬庫爾勒專員公署管轄。1960年4月22日經國務院正式批準，尉犁縣維文名稱（孔雀，皮匠之意）音譯改為“羅布淖爾”音譯。1961年隸屬巴州管轄。

1965年在調整市、鎮(zhèn)建制中，將尉犁鎮(zhèn)撤銷。1984年復置尉犁鎮(zhèn)。

2000年第五次人口普查，尉犁縣常住總人口103681人，其中：尉犁鎮(zhèn)13697人、西尼爾鎮(zhèn)5683人、塔里木鄉(xiāng)7226人、興平鄉(xiāng)10017人、團結鄉(xiāng)4493人、墩闊坦鄉(xiāng)3824人、喀爾曲尕鄉(xiāng)4768人、阿克蘇普鄉(xiāng)2345人、古勒巴格鄉(xiāng)8758人、兵團31團10333人、兵團32團8335人、兵團33團8487人、兵團34團8861人、兵團35團6851人。

2000年末，尉犁縣總人口99636人，其中縣屬人口56490人。轄2個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)：尉犁鎮(zhèn)、西尼爾鎮(zhèn)、團結鄉(xiāng)、興平鄉(xiāng)、塔里木鄉(xiāng)、東河灘鄉(xiāng)、喀爾曲尕鄉(xiāng)、阿克蘇甫鄉(xiāng)、古勒巴格鄉(xiāng)。

2003年，尉犁縣總面積59401.78平方千米，總人口109431人，轄2鎮(zhèn)7鄉(xiāng)：尉犁鎮(zhèn)、西尼爾鎮(zhèn)、塔里木鄉(xiāng)、興平鄉(xiāng)、團結鄉(xiāng)、墩闊坦鄉(xiāng)、喀爾曲尕鄉(xiāng)、阿克蘇甫鄉(xiāng)、古勒巴格鄉(xiāng)。縣政府駐尉犁鎮(zhèn)。境內有：三十一團場、三十二團場、三十三團場、三十四團場、三十五團場。

2009年，將尉犁縣的西尼爾鎮(zhèn)劃歸庫爾勒市管轄。區(qū)劃調整后，尉犁縣轄1個鎮(zhèn)、7個鄉(xiāng)：尉犁鎮(zhèn)、塔里木鄉(xiāng)、興平鄉(xiāng)、團結鄉(xiāng)、墩闊坦鄉(xiāng)、喀爾曲尕鄉(xiāng)、阿克蘇甫鄉(xiāng)、古勒巴格鄉(xiāng)。共有50個行政村、9個社區(qū)。

2010年第六次人口普查，尉犁縣常住總人口96068人，其中：尉犁鎮(zhèn)22474人，塔里木鄉(xiāng)6713人，興平鄉(xiāng)10871人，團結鄉(xiāng)7258人，墩闊坦鄉(xiāng)4163人，喀爾曲尕鄉(xiāng)3590人，阿克蘇普鄉(xiāng)2765人，古勒巴格鄉(xiāng)5530人，兵團三十一團9291人，農二師三十三團12320人，兵團三十四團11093人。

【注：阿克蘇甫鄉(xiāng)為民政部門的寫法，阿克蘇普鄉(xiāng)為統(tǒng)計部門的寫法】